Почему в p-n переходе образуется запирающий слой?

Question

Насколько я понимаю, в области соприкосновения 2-х п/п дырки и электроны начинают диффундировать (дырки в n-п/п, электроны в p-п/п) . Потом, соприкасаясь в приповерхностном слое, они рекомбинируют. А почему в той области, где они рекомбенировали, электроны и дырки не могут дальше свободно перемещаться через этот слой? Ну прошли этот слой и дальше полетели. Понятное дело, что в той области, где они рекомбенировали, будет обеднение свободными носителями, но каким образом этот факт влияет на дальнейше диффундирование электронов и дырок?

Answer 1

При отсутствии внешнего поля дальнейше движение и разделение зарядов тормозится возникшей разностью потенциалов. При внешнем напряжении баланс нарушается.

Answer 2

В N-слое существует донорский уровень сверху, с которого в зону проводимости набиваются электроны. В P-слое существует акцепторный уровень, с которого в валентную зону набиваются дырки. В месте соприкосновения электроны утекают в P, а дырки - в N. От этого образуется электрическое поле, которое выравнивает потенциалы таким образом, чтобы уровень Ферми сравнялся. В результате получается такая картина, что на удалении концентрация свободных носителей зарядов высокая, концентрация электронов экспоненциально убывает в направлении P, а концентрация дырок экспоненциально убывает в направлении N. В сумме получаем что концентрация носителей заряда в PN-переходе образует провал.